现代固体废物处理处置技术 10 固体废物资源化.ppt

10.1 废纸的资源化废纸的资源化v（一）废纸再生工序（一）废纸再生工序v1.制浆或解离（纤维分离）制浆或解离（纤维分离）v加化学药剂（强碱或表面活性物），并搅拌，加化学药剂（强碱或表面活性物），并搅拌，使纸片很快破碎成纸浆。使纸片很快破碎成纸浆。v设备：水力碎浆机和蒸馏锅设备：水力碎浆机和蒸馏锅v2.筛选筛选v除去大于纤维的杂质，使合格料浆中尽除去大于纤维的杂质，使合格料浆中尽量减少干扰物质的含量，是二次纤维生量减少干扰物质的含量，是二次纤维生产过程中的关键步骤。产过程中的关键步骤。v压力筛：由一圆筒形筛鼓和转子组成。压力筛：由一圆筒形筛鼓和转子组成。v粗选常采用圆孔形筛选设备，孔径粗选常采用圆孔形筛选设备，孔径1.21.6mm，主要筛出扁平状和叶片状主要筛出扁平状和叶片状颗粒，如塑料。颗粒，如塑料。v精选主要采用条缝形筛选设备，宽度精选主要采用条缝形筛选设备，宽度0.10.25mm，主要筛出三维立体小颗粒。主要筛出三维立体小颗粒。v可合理组合。可合理组合。v3.除渣除渣v去除热熔性杂质、蜡、黏状物、泡沫聚去除热熔性杂质、蜡、黏状物、泡沫聚苯乙烯和其他轻杂质。苯乙烯和其他轻杂质。v4.洗涤和浓缩洗涤和浓缩v洗涤是为了去除灰分、细小纤维以及小洗涤是为了去除灰分、细小纤维以及小的油墨颗粒。通常采用逆流洗涤。的油墨颗粒。通常采用逆流洗涤。v5.分散与搓揉分散与搓揉v在废纸处理过程中用机械方法使油墨和废在废纸处理过程中用机械方法使油墨和废纸分离后将油墨和其他杂质进一步碎解成纸分离后将油墨和其他杂质进一步碎解成肉眼看不见的大小范围，并使其均匀分布肉眼看不见的大小范围，并使其均匀分布于废纸浆中，改善纸成品外观。于废纸浆中，改善纸成品外观。v分散系统有冷分散系统和热分散系统两种。分散系统有冷分散系统和热分散系统两种。v搓揉机有单轴和双轴两种，主要靠高浓度搓揉机有单轴和双轴两种，主要靠高浓度（3040%）纤维间产生的高摩擦力和因）纤维间产生的高摩擦力和因摩擦而产生的温度（摩擦而产生的温度（4447）使油墨和污）使油墨和污染物从纤维上脱落，从而减少油墨的残留染物从纤维上脱落，从而减少油墨的残留和提高纸浆的白度。和提高纸浆的白度。v6.脱墨脱墨v（1）机械法或洗涤法）机械法或洗涤法:通过机械作用将通过机械作用将油墨颗粒分散为力度小于油墨颗粒分散为力度小于15m的微粒，的微粒，然后通过二段或三段洗涤洗去油墨颗粒。然后通过二段或三段洗涤洗去油墨颗粒。v（2）化学法或浮选脱墨法：通过机械碎）化学法或浮选脱墨法：通过机械碎浆后，加入脱墨剂，使油墨凝聚成大于浆后，加入脱墨剂，使油墨凝聚成大于15m的颗粒，然后通过浮选，使油墨颗的颗粒，然后通过浮选，使油墨颗粒从废纸浆中分离出来。粒从废纸浆中分离出来。v脱墨剂：碱性溶液、洗涤剂、分散剂。脱墨剂：碱性溶液、洗涤剂、分散剂。v7.漂白漂白v（1）氧化漂白：主要是氧化降解并脱除）氧化漂白：主要是氧化降解并脱除浆料中的残留木质素而提高白度，还具浆料中的残留木质素而提高白度，还具有一定的脱色功能。主要试剂是次氯酸有一定的脱色功能。主要试剂是次氯酸盐、二氧化氯、过氧化氢、臭氧等。盐、二氧化氯、过氧化氢、臭氧等。v（2）还原漂白：主要用于脱色，即通过）还原漂白：主要用于脱色，即通过减少纤维本身的发色基团而提高白度，减少纤维本身的发色基团而提高白度，还能有效的脱去颜料的颜色。主要试剂还能有效的脱去颜料的颜色。主要试剂有连二亚硫酸钠、二氧化硫脲（有连二亚硫酸钠、二氧化硫脲（FAS）、）、亚硫酸钠等。亚硫酸钠等。（二）废纸脱墨工艺（二）废纸脱墨工艺v优点：节能、节省新鲜木材、成本低、排优点：节能、节省新鲜木材、成本低、排污负荷轻。污负荷轻。v1.短程废纸脱墨工艺短程废纸脱墨工艺废纸废纸稀释稀释疏解疏解贮存贮存筛选、净化和洗涤筛选、净化和洗涤水水表面活性剂表面活性剂合适的表面活性剂的应用是关键。合适的表面活性剂的应用是关键。又称碎浆机脱墨法。又称碎浆机脱墨法。v2.溶剂脱墨工艺（处理涂蜡废纸）溶剂脱墨工艺（处理涂蜡废纸）废纸废纸破碎破碎萃取锅萃取锅萃取萃取萃取后废萃取后废纸纸湿法处湿法处理理萃取物萃取物溶剂溶剂溶剂有三氯乙烯、己烷等溶剂有三氯乙烯、己烷等废纸废纸水力破水力破碎碎按密度分按密度分离离浓缩浓缩共沸混共沸混合合湿纸浆湿纸浆板板热的脱墨热的脱墨剂剂油墨、塑料、胶黏物油墨、塑料、胶黏物溶液回溶液回收收Mauvin溶剂脱墨法工艺流程溶剂脱墨法工艺流程v3.热熔物处理流程热熔物处理流程混合混合废纸废纸破浆机破浆机保护保护系统系统料仓料仓孔筛孔筛中间中间浆池浆池除渣器除渣器浓缩机浓缩机浆池浆池筛分机筛分机板机板机浆池浆池缝筛缝筛中间中间浆池浆池热分热分散机散机浆池浆池去纸机去纸机短纤维短纤维关键设备是热分散机关键设备是热分散机v4.废纸浮选脱墨工艺废纸浮选脱墨工艺v包括高浓碎浆、预净化筛选、浮选脱墨、包括高浓碎浆、预净化筛选、浮选脱墨、净化浓缩以及废水处理等过程。净化浓缩以及废水处理等过程。（三）废纸处理新技术（三）废纸处理新技术v1.供料技术向自动化发展供料技术向自动化发展v2.碎浆技术向高浓连续化发展碎浆技术向高浓连续化发展v碎浆是为了使废纸中杂质（油墨、塑料等）尽可碎浆是为了使废纸中杂质（油墨、塑料等）尽可能不被破碎的情况下废纸分散为纸浆，以使大颗能不被破碎的情况下废纸分散为纸浆，以使大颗粒杂质在碎浆系统得到初步分离除去。粒杂质在碎浆系统得到初步分离除去。v3.粗选技术可由高浓连续碎浆系统组合完成粗选技术可由高浓连续碎浆系统组合完成v4.浮选设备向多级整体型浮选装置发展浮选设备向多级整体型浮选装置发展v5.脱墨将推广酶处理技术脱墨将推广酶处理技术v6.脱墨污泥向彻底利用发展脱墨污泥向彻底利用发展10.2 废塑料的资源化废塑料的资源化（一）废塑料的种类与来源（一）废塑料的种类与来源v1.塑料的种类塑料的种类v（1）按塑料受热所呈现的基本行为分为）按塑料受热所呈现的基本行为分为v热塑性塑料：在特定温度范围内能反复加热软热塑性塑料：在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化。如化和冷却硬化。如PE、PP、PS、PVC、PET等，是回收的重点。等，是回收的重点。v热固性塑料：受热后能成为不熔性物质，受热热固性塑料：受热后能成为不熔性物质，受热时发生化学变化使线性分子结构的树脂转变为时发生化学变化使线性分子结构的树脂转变为三维网状结构的高分子化合物，再次受热时就三维网状结构的高分子化合物，再次受热时就不再具有可塑性，不能通过热塑而再生利用。不再具有可塑性，不能通过热塑而再生利用。如酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂等。如酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂等。v（2）按塑料的物理）按塑料的物理-力学性能和使用特性分力学性能和使用特性分为为v通用塑料：产量大、价格低、性能一般。主通用塑料：产量大、价格低、性能一般。主要有要有PE、PP、PS、PVC、PF和氨基树脂等。和氨基树脂等。v工程塑料：可以作为结构材料，能在较广的工程塑料：可以作为结构材料，能在较广的温度范围内承受机械应力和较为苛刻的物理温度范围内承受机械应力和较为苛刻的物理化学环境中使用的材料，如化学环境中使用的材料，如PA、POM、PC、PSF等等v功能塑料：人们用于特殊环境的具有特种功功能塑料：人们用于特殊环境的具有特种功能的塑料。如医用塑料、光敏塑料。能的塑料。如医用塑料、光敏塑料。v2.主要来源主要来源v（1）农业领域的废旧塑料制品）农业领域的废旧塑料制品v聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂。农用膜占塑料制品的脂。农用膜占塑料制品的15%。v（2）商业部门的废弃塑料制品）商业部门的废弃塑料制品v（3）家庭日用中的废旧塑料）家庭日用中的废旧塑料（二）废塑料的分选（二）废塑料的分选v清除废塑料中夹杂的金属、橡胶、玻璃、清除废塑料中夹杂的金属、橡胶、玻璃、织物、纸和泥沙，并把混杂在一起不同品织物、纸和泥沙，并把混杂在一起不同品种的塑料制品分开、归类。种的塑料制品分开、归类。v常用方法：手选、磁选、风选、静电分选、常用方法：手选、磁选、风选、静电分选、浮选、密度分选、低温分选等。浮选、密度分选、低温分选等。v1.塑料和纸的分离塑料和纸的分离v（1）加热法：利用加热方法减小塑料薄）加热法：利用加热方法减小塑料薄膜的表面积，再利用空气分离器将塑料膜的表面积，再利用空气分离器将塑料和纸分离。和纸分离。v（2）湿浆法）湿浆法干燥式干燥式撕碎机撕碎机风力分风力分选机选机轻质材料轻质材料搅碎机搅碎机脱水器脱水器风力分风力分选机选机纸、塑料混合物纸、塑料混合物重质材料重质材料水水纸浆纸浆各种塑料制品各种塑料制品v2.混合废塑料的分离混合废塑料的分离v常采用破碎常采用破碎-分选方法进行分离。分选方法进行分离。v（1）浮）浮-沉分选沉分选v（2）密度分选）密度分选v利用不同密度的介质实现密度相近废塑利用不同密度的介质实现密度相近废塑料的分离。料的分离。混合废塑料混合废塑料预选预选金属、织物、金属、织物、玻璃、泥沙等玻璃、泥沙等破碎破碎水，水，=1.0g/cm3LDPE、HDPE、PP水水/酒精，酒精，=0.93g/cm3LDPE、PP水水/酒精，酒精，=0.91g/cm3PVC、EPS盐水，盐水，=1.2g/cm3EPSPVCLDPEPPHDPEv（3）低温分选）低温分选v利用在低温下各种塑料的脆化温度不同利用在低温下各种塑料的脆化温度不同的特点，分阶段的改变破碎温度，达到的特点，分阶段的改变破碎温度，达到选择性粉碎、分选的目的。选择性粉碎、分选的目的。v（4）静电分选）静电分选v利用各种塑料摩擦带电能力的差异可分利用各种塑料摩擦带电能力的差异可分离混合废塑料。离混合废塑料。（三）废塑料生产建筑材料（三）废塑料生产建筑材料v1.生产涂料生产涂料废塑料废塑料分选、分选、清洗清洗干燥、干燥、粉碎粉碎溶解溶解反应反应改性改性清清漆漆分散分散研磨研磨过滤过滤色漆产品色漆产品填料、颜料、助填料、颜料、助剂剂改性剂改性剂混合溶剂混合溶剂v2.塑料油膏塑料油膏v是一种新型建筑防水嵌缝材料，可利用是一种新型建筑防水嵌缝材料，可利用废废PVC代替代替PVC树脂生产得到。树脂生产得到。v3.胶黏剂胶黏剂废PSF清洗、粉碎、干燥搅拌溶解中间产品水浴锅溶剂改性剂、增塑剂、填料改性胶黏剂v4.生产板材生产板材v（1）软质拼装型地板：废旧聚氯乙烯塑料为主要软质拼装型地板：废旧聚氯乙烯塑料为主要原料。原料。v（2）生产地板块：以废旧聚氯乙烯农膜和碳酸钙）生产地板块：以废旧聚氯乙烯农膜和碳酸钙为主要原料。为主要原料。v（3）木质塑料板材：用木粉和废旧聚氯乙烯塑料）木质塑料板材：用木粉和废旧聚氯乙烯塑料热塑成型的复合材料。热塑成型的复合材料。v（4）人造板材：利用麻黄草渣、葵花籽皮和废旧）人造板材：利用麻黄草渣、葵花籽皮和废旧聚氯乙烯塑料为主要原料，经混合热压而成。聚氯乙烯塑料为主要原料，经混合热压而成。v5.生产塑料砖：用破碎的废塑料餐盒再普通少专用生产塑料砖：用破碎的废塑料餐盒再普通少专用的粘土中烧制而成的一种建筑用砖。的粘土中烧制而成的一种建筑用砖。（四）废塑料热解油化技术（四）废塑料热解油化技术v1.简介：通过加热或加入一定的催化剂使废简介：通过加热或加入一定的催化剂使废塑料分解，获得聚合单体、柴油、汽油和塑料分解，获得聚合单体、柴油、汽油和燃料气、地蜡等利用。燃料气、地蜡等利用。vPE、PP、PS在在300400之间几乎全部之间几乎全部分解；分解；PVC在在200300 和和300400 分分两段分解。两段分解。v2.产物：烃类气体（产物：烃类气体（C1C5）、）、油品、石蜡油品、石蜡和焦炭。和焦炭。v3.工艺工艺v热裂解：热裂解：600900 v催化裂解：常用催化裂解：常用Al2(SiO3)3为催化剂，为催化剂，300450 进行。进行。v一般工艺流程一般工艺流程废塑料废塑料收集筛收集筛选选金属、泥砂、金属、泥砂、织物等织物等破碎破碎熔融熔融热分解热分解热解热解气气冷凝冷凝未凝气未凝气燃烧燃烧脱脱HCL回收盐酸回收盐酸残渣残渣回收油回收油废气废气(400500)(230280)10.3 废橡胶的资源化v橡胶性质：自然界中十几年不腐烂，不变质；常温下，化学稳定性高。v“新型黑色黄金”废橡胶炼油技术v废橡胶回收利用：直接利用和物理化学加工10.3.1 废橡胶的分类v按来源分v按橡胶制品的用途分v按胶含量分v按老化程度分10.3.2 废橡胶的再生利用v整体利用；再生利用；热利用；v整体利用v再生利用（1）传统脱硫再生法油法是在粉碎的废胶粉中加入再生剂，装入硫化罐，并在150MPa45h的条件下脱硫，随后进行粉碎、捏炼、精炼、滤胶和出片等，最后制成制品。水油法利用了胶粉在高温高压条件下可迅速溶胀，而且溶胀的程度较低压条件下大得多的性质。水油法与油法的区别主要在于脱硫阶段的不同。高温高压动态脱硫法是国内20世纪80年代末90年代初出现的一种再生新工艺，它取水油法和油法之长而弃之短。高温高压动态脱硫法是在高温高压和再生剂的作用下通过能量与热量的传递，完成脱硫过程。此法不仅脱硫温度高，而且在脱硫过程中，物料始终处于运动状态。（2）废旧橡胶再生新方法TCR再生法：此法是在低温粉碎胶粉中混入少量的增塑剂和再生剂，然后送入粉末混合机中于室温或稍高的温度下进行短时间处理即可。这种方法的优点是环境污染少、省力且节能，故是一种比较有发展前途的再生方法。De-link再生剂法：近几年在市场上出现的De-link再生剂可以说是给橡胶的再生开拓了全新的概念和方法。这是马来西亚科学家Sekhar博士和俄罗斯科学家Kormer博士共同研究发明的一种再生胶新技术，其基本原理是采用一种再生剂De-link使其与S-S键反应而不破坏C-C键，从而保持橡胶主链大分子，只使硫化网络断裂。力化学再生法：这种被称为“剪断流动场反应控制技术”的废胶再生方法，其特点是不使用化学药剂，只耗用电能和水即可以进行废胶的再生处理，通过给予废胶热能、压力、剪断力，使硫化胶的硫键(交联点)发生断裂而成为性能稳定的有弹性的新型再生胶。微生物脱硫法：微生物脱硫法，日本和德国已有专利报道，这种方法是将废橡胶粉碎到一定粒度后，将其放入含有噬硫细菌的溶液中，使其在空气中进行生化反应。在噬硫细菌的作用下，橡胶粒子表面的硫键断裂，呈现再生胶的性能。v定义：定义：再生胶是指废旧橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程，使其弹性状态 变成具有塑性和黏性的，能够再硫化的橡胶。v生产工艺生产工艺主要有油法（直接蒸气静态法）、水油法（蒸煮法）、高温动态脱硫法，压出法、化学处理法、微波法等。我国现在主要应用的再生胶的制造方法有油法、水油法、和高温动态 脱硫法制造再生胶。v性状性状深褐色至黑色粘稠液体或半固体，主要成分是愈疮木酚、甲酚、甲基甲酚、苯酚、邻乙基苯酚、松节油、松脂等，沸点范围240400，闪点77.72(闭杯)，不溶于水，能溶于乙醇、乙醚、氯仿、冰醋酸、挥发油、氢氧化纳溶液等。(3)再生胶的综合利用v用途用途v主要用作橡胶制品的软化剂。对橡胶制品的作用：对炭黑的胶料有很好的软化分散作用，增加胶料的粘性，使胶料柔软光滑，并能提高制品的耐寒防焦缓化性能，另对噻唑促进剂能起活化作用，增加各配合剂的作用。对再生胶的作用：粘稠的松焦油吸含其他的再生剂，其间的小分子能均匀渗透到含有结使硫的橡胶的大分子中间，使其溶胀，网状结构松弛，增加了分子链间的距离及氧的渗透，另外还可作为游离基的接受体，有抑制凝胶化的作用，还有助于活化剂向橡胶基质扩散加快再生过程，并能提高再生胶的粘性和可塑性，且污染较小，工艺性能好。也可作氯丁二烯等单体的阻聚剂，涂料防腐防水材料，兽药等。注意事项注意事项 包装包装用铁桶包装，容器清洁，桶盖严密，每桶净重200公斤或袋装每件3.5kg。储运储运 贮存在阴凉、通风处，远离火种、热源。搬运时轻装轻卸，防止包装破损。危险编号为9-8017。10.4 冶金废渣的利用v种类：高炉矿渣，钢渣，铁合金渣，有色金属渣1）高炉渣的资源化）高炉渣的资源化v（一）概述（一）概述v1.来源：冶炼生铁时从高炉中排出的废物。来源：冶炼生铁时从高炉中排出的废物。v铁矿石、焦炭和助熔剂（铁矿石、焦炭和助熔剂（14001600）熔融）熔融 铁水铁水生铁生铁 脉石、灰分、助熔剂和杂质脉石、灰分、助熔剂和杂质高炉渣高炉渣 （硅酸盐和铝酸盐）（硅酸盐和铝酸盐）v2.分类分类v（1）按照冶炼生铁的品种分类）按照冶炼生铁的品种分类v铸造生铁矿渣；铸造生铁矿渣；v炼钢生铁矿渣；炼钢生铁矿渣；v特种生铁矿渣。特种生铁矿渣。v（2）按照矿渣的碱度分）按照矿渣的碱度分v碱性矿渣；碱性矿渣；v中性矿渣；中性矿渣；v酸性矿渣。酸性矿渣。高炉渣的碱度或碱性率，M0=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)碱性氧化物 酸性氧化物v3.组成组成v主要化学成分：主要化学成分：SiO2、Al2O3、CaO、MgO、MnO、FeO和和S等。等。v其中，其中，SiO2、Al2O3、CaO占占90%以上。以上。v我国高炉渣大部分属于中性矿渣，我国高炉渣大部分属于中性矿渣，M0=0.991.08。v属于硅酸盐材料，适于加工制作水泥、碎属于硅酸盐材料，适于加工制作水泥、碎石、骨料等建筑材料石、骨料等建筑材料v4.目前利用率：目前利用率：85%左右。左右。（二）高炉渣的加工和处理（二）高炉渣的加工和处理v1.高炉渣水淬处理工艺高炉渣水淬处理工艺v 将热熔态的高炉渣置于水中急速冷却。将热熔态的高炉渣置于水中急速冷却。v（1）渣池水淬）渣池水淬 熔渣直接倒入水池熔渣直接倒入水池v（2）炉前水淬）炉前水淬 利用高压水使高炉渣在利用高压水使高炉渣在炉前冲渣沟内淬冷成粒并输送到沉渣池炉前冲渣沟内淬冷成粒并输送到沉渣池形成水渣。根据过滤方式分为炉前渣池形成水渣。根据过滤方式分为炉前渣池式、水力输送渣池式、搅拌槽泵送法等。式、水力输送渣池式、搅拌槽泵送法等。v2.矿渣碎石工艺矿渣碎石工艺v高炉渣在指定的渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却高炉渣在指定的渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却形成较为致密的矿渣后，再经过挖掘、破碎、磁形成较为致密的矿渣后，再经过挖掘、破碎、磁选和筛分而得到的一种碎石材料。选和筛分而得到的一种碎石材料。v（1）热泼法）热泼法 将熔渣分层浇泼在坑内或渣场上将熔渣分层浇泼在坑内或渣场上喷洒适量水使热渣冷却和破裂喷洒适量水使热渣冷却和破裂采掘、破碎、磁采掘、破碎、磁选、筛分加工。选、筛分加工。v（2）堤式法）堤式法 用渣罐车将热熔矿渣运至堆渣场，用渣罐车将热熔矿渣运至堆渣场，沿铁路两侧分层倾倒，待形成渣山后，再进行开沿铁路两侧分层倾倒，待形成渣山后，再进行开采采制成各种粒级的重矿渣。制成各种粒级的重矿渣。v3.膨胀矿渣或膨胀矿渣珠生产工艺膨胀矿渣或膨胀矿渣珠生产工艺v膨胀矿渣是用适量冷却水急冷高炉熔渣膨胀矿渣是用适量冷却水急冷高炉熔渣形成的一种多孔轻质矿渣。形成的一种多孔轻质矿渣。v（1）喷射法）喷射法v（2）喷雾器堑沟法）喷雾器堑沟法v（3）滚筒法）滚筒法v（4）膨珠的生产工艺）膨珠的生产工艺（三）高炉渣的综合利用（三）高炉渣的综合利用v1.水渣作建材水渣作建材v（1）矿渣硅酸盐水泥）矿渣硅酸盐水泥v（2）石膏矿渣水泥）石膏矿渣水泥v（3）石灰矿渣水泥）石灰矿渣水泥v（4）矿渣砖）矿渣砖v（5）矿渣混凝土）矿渣混凝土v2.矿渣碎石的利用矿渣碎石的利用v（1）配制矿渣碎石混凝土）配制矿渣碎石混凝土v（2）在地基工程中的应用）在地基工程中的应用v（3）在道路工程中的应用）在道路工程中的应用v（4）在铁路道碴上的应用）在铁路道碴上的应用v3.膨珠作轻骨料膨珠作轻骨料v4.其他应用其他应用v（1）生产矿渣棉）生产矿渣棉v（2）生产微晶玻璃）生产微晶玻璃2）钢渣的资源化）钢渣的资源化v（一）概述（一）概述v1.来源来源 炼钢过程中排出的废渣。炼钢过程中排出的废渣。v铁水与废钢中所含元素氧化铁水与废钢中所含元素氧化氧化物；氧化物；v金属炉料带入的杂质；金属炉料带入的杂质；v加入的造渣剂；加入的造渣剂；v氧化剂、脱硫产物和被侵蚀的炉体材料等。氧化剂、脱硫产物和被侵蚀的炉体材料等。vv2.组成组成vv由钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等氧化由钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物组成，其中钙、铁、硅氧化物占绝大物组成，其中钙、铁、硅氧化物占绝大部分。部分。vv主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇灰石、铁酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇灰石、铁酸二钙、RO（MgO、FeO、MnO形成的固熔体）形成的固熔体）、游离石灰等。、游离石灰等。vv3.性质性质vv碱度：碱度：R=CaO/(SiO2+P2O5)，低、中、高。，低、中、高。vv活性：具有水硬胶凝性，随碱度而变化。活性：具有水硬胶凝性，随碱度而变化。vv稳定性：只有稳定性：只有fCaO、MgO基本消解完后才会基本消解完后才会稳定。稳定。vv耐磨性：与矿物组成和结构有关。耐磨指数耐磨性：与矿物组成和结构有关。耐磨指数为为1.43，比高炉渣耐磨。，比高炉渣耐磨。vv目前利用率目前利用率61%以上。以上。1.31.8 1.82.5 2.5（二）钢渣的处理工艺（二）钢渣的处理工艺v1.冷弃法冷弃法 倒入渣罐缓冷后直接运到渣场抛弃。倒入渣罐缓冷后直接运到渣场抛弃。（逐渐被淘汰）（逐渐被淘汰）v2.热泼法热泼法 熔渣熔渣渣罐渣罐热泼车间热泼车间泼至渣床泼至渣床喷水冷却喷水冷却推土机推渣推土机推渣集渣坑集渣坑破碎机破碎机筛分筛分料仓料仓磁选废钢磁选废钢v3.盘泼水冷法盘泼水冷法 在钢渣车间设置高架泼渣盘，在钢渣车间设置高架泼渣盘，用吊车将罐内熔渣泼在渣盘内用吊车将罐内熔渣泼在渣盘内喷淋适量喷淋适量的水使钢渣急冷碎裂的水使钢渣急冷碎裂装车载至池边喷水装车载至池边喷水降温降温倒入水池内进一步降温冷却倒入水池内进一步降温冷却磁选、磁选、破碎、筛分、精加工。破碎、筛分、精加工。v4.钢渣水淬法钢渣水淬法 高温液态钢渣在流出、下降高温液态钢渣在流出、下降过程中，被压力水分割、击碎，再加上高过程中，被压力水分割、击碎，再加上高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，同时进行了热交换，使熔渣在水幕中进行同时进行了热交换，使熔渣在水幕中进行粒化。粒化。（三）（三）钢渣的综合利用钢渣的综合利用v1.用作冶金原料用作冶金原料v（1）作烧结熔剂）作烧结熔剂 v钢渣含钢渣含40%50%CaO，代替部分石灰石。，代替部分石灰石。v（2）作高炉或化铁炉熔剂作高炉或化铁炉熔剂 v含有含有10%30%的的Fe、4060%的的CaO、MgO和和2%的的Mn。v（3）作炼钢返回渣作炼钢返回渣v（4）回收废钢铁）回收废钢铁 一般含有一般含有710%的废钢的废钢及钢粒。及钢粒。v2.用于建筑材料用于建筑材料v（1）生产水泥）生产水泥 含有和水泥相类似的硅酸含有和水泥相类似的硅酸三钙、硅酸二钙及铁铝酸盐等活性物质，三钙、硅酸二钙及铁铝酸盐等活性物质，具有水硬胶凝性，具有水硬胶凝性，可成为生产无熟料或可成为生产无熟料或少熟料水泥的原料，也可作为水泥掺和料。少熟料水泥的原料，也可作为水泥掺和料。v我国目前生产的钢渣水泥主要有：我国目前生产的钢渣水泥主要有：v以石膏作激发剂的无熟料钢渣矿渣水泥以石膏作激发剂的无熟料钢渣矿渣水泥v以水泥熟料为激发剂的钢渣水泥以水泥熟料为激发剂的钢渣水泥v（2）作筑路与回填工程材料）作筑路与回填工程材料v做工程材料有基本要求做工程材料有基本要求v3.用于农业用于农业v（1）作钢渣磷肥）作钢渣磷肥 是一种以是一种以钙、硅钙、硅为主含为主含多种养分的具有速效又有后劲的复合矿质多种养分的具有速效又有后劲的复合矿质肥料。肥料。v施用时注意：宜做基肥不做追肥使用；宜施用时注意：宜做基肥不做追肥使用；宜与有机肥混拌后再施用；不宜与氮素化肥与有机肥混拌后再施用；不宜与氮素化肥混合施用；注意与土壤的酸碱性相结合。混合施用；注意与土壤的酸碱性相结合。v（2）做硅肥）做硅肥 水稻水稻v（3）做酸性土壤改良剂）做酸性土壤改良剂10.5 煤矸石的资源化煤矸石的资源化来源来源 v采煤过程和洗煤过程中排出的固体废物，是一种采煤过程和洗煤过程中排出的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。煤坚硬的黑灰色岩石。10.5.1 组成组成v主要成分是主要成分是SiO2和和Al2O3，还含有数量不等的，还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、NaO、K2O以及以及P2O5、SO3和微量的稀有金属元素。和微量的稀有金属元素。v一般主要由高岭土、石英、蒙脱石、长石、伊利一般主要由高岭土、石英、蒙脱石、长石、伊利石、石、石灰石、硫化铁、氧化铝等组成。石灰石、硫化铁、氧化铝等组成。v10.5.2 煤矸石的综合利用煤矸石的综合利用1.制砖：制砖：煤矸石砖质量：抗压强度煤矸石砖质量：抗压强度9.8-14.7MPa；抗弯强抗弯强度度2.5-5MPa；颜色均匀，抗冻，耐火，耐酸，耐碱；颜色均匀，抗冻，耐火，耐酸，耐碱强度高，抗腐蚀，成本低，好的墙面材料强度高，抗腐蚀，成本低，好的墙面材料2.生产水泥生产水泥v煤矸石中煤矸石中SiO2、Al2O3和和Fe2O3的总含量一般在的总含量一般在80%以上，是一种天然粘土质原料，可以代替粘土配料以上，是一种天然粘土质原料，可以代替粘土配料烧制水泥。烧制水泥。v（1）生产普通硅酸盐水泥）生产普通硅酸盐水泥v（2）生产特种水泥）生产特种水泥v（3）生产无熟料水泥）生产无熟料水泥v3.生产建筑材料生产建筑材料v（1）煤矸石烧结砖）煤矸石烧结砖v以煤矸石为主要原料，一般占坯料的以煤矸石为主要原料，一般占坯料的80%。要求。要求SiO2在在5070%，Fe2O3在在28%，MgO在在3%以以下，下，S在在1%以下。以下。v（2）煤矸石生产轻骨料）煤矸石生产轻骨料v轻骨料是为了减少混凝土的相对密度，选用的一轻骨料是为了减少混凝土的相对密度，选用的一类多孔骨料。类多孔骨料。v工艺：用烧结剂生产烧结性的煤矸石多孔烧结料；工艺：用烧结剂生产烧结性的煤矸石多孔烧结料；用回转窑生产膨胀性的煤矸石陶粒。用回转窑生产膨胀性的煤矸石陶粒。v（3）生产微孔吸音砖）生产微孔吸音砖v（4）生产煤矸石棉）生产煤矸石棉v用煤矸石和石灰为原料，经高温融化，喷吹而成用煤矸石和石灰为原料，经高温融化，喷吹而成的一种建筑材料。的一种建筑材料。v4、生产化工产品、生产化工产品v（1）制结晶三氯化铝）制结晶三氯化铝v煤矸石煤矸石+盐酸盐酸破碎、焙烧、磨碎、酸浸、破碎、焙烧、磨碎、酸浸、沉淀、浓缩结晶和脱水沉淀、浓缩结晶和脱水AlCl36H2Ov（2）制水玻璃制水玻璃v（3）生产硫酸铵）生产硫酸铵v煤矸石内的硫化铁在高温下煤矸石内的硫化铁在高温下SO2SO3 H2SO4，与氨的化合物与氨的化合物硫酸铵。硫酸铵。v5.代替燃料代替燃料v因为煤矸石含有一定量的固定炭和挥因为煤矸石含有一定量的固定炭和挥发分，一般烧失量在发分，一般烧失量在1030%，发热量，发热量在在4.1912.6MJ/Kg，故可用来代替燃故可用来代替燃料。料。v可用于化铁、烧锅炉、烧石灰、回收可用于化铁、烧锅炉、烧石灰、回收煤炭等煤炭等10.6 粉煤灰的资源化粉煤灰的资源化来源来源v粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质混合材料。山灰质混合材料。1.组成组成 v化学组成与粘土质相似，主要成分为化学组成与粘土质相似，主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和未燃炭，其余为少量和未燃炭，其余为少量K、P、S、Mg等化合物和等化合物和As、Cu、Zn等微等微量元素。量元素。v矿物组成十分复杂，主要有无定形相和结晶矿物组成十分复杂，主要有无定形相和结晶相两大类。相两大类。性质性质v（1）物理性质：灰色或灰白色粉状物；）物理性质：灰色或灰白色粉状物；具有较大内表面积的多孔结构，多半呈具有较大内表面积的多孔结构，多半呈玻璃状。玻璃状。P102.v（2）活性：指粉煤灰在和石灰、水混活性：指粉煤灰在和石灰、水混合后所显示的凝结硬化性能。合后所显示的凝结硬化性能。v较多活性氧化物，分别与氢氧化钙反应较多活性氧化物，分别与氢氧化钙反应较稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙。较稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙。v我国利用率约我国利用率约30%。10.6.2粉煤灰的综合利用粉煤灰的综合利用vv1.在水泥工业和混凝土工程中的应在水泥工业和混凝土工程中的应用用vv（1）代替粘土原料生产水泥）代替粘土原料生产水泥vv硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料+粉煤灰粉煤灰+适量石膏适量石膏粉粉煤灰水泥。煤灰水泥。vv（2）做水泥的混合材）做水泥的混合材vv（3）生产低温合成水泥）生产低温合成水泥vv（4）制作无熟料水泥）制作无熟料水泥vv（5）作砂浆或混凝土的掺合料）作砂浆或混凝土的掺合料vv2.在建筑制品中的应用在建筑制品中的应用vv（1）蒸制粉煤灰砖）蒸制粉煤灰砖vv（2）烧结粉煤灰砖）烧结粉煤灰砖vv（3）蒸压生产泡沫粉煤灰保温砖）蒸压生产泡沫粉煤灰保温砖vv（4）粉煤灰硅酸盐砌块）粉煤灰硅酸盐砌块vv（5）粉煤灰加气混凝土）粉煤灰加气混凝土vv（6）粉煤灰陶粒）粉煤灰陶粒vv（7）粉煤灰轻质耐热保温砖）粉煤灰轻质耐热保温砖vv3.作农业肥料和土壤改良剂作农业肥料和土壤改良剂vv（1）作土壤改良剂）作土壤改良剂vv主要作用机理：改善土壤的可耕性；改善主要作用机理：改善土壤的可耕性；改善酸性土和盐碱土；提高土壤温度；提高土酸性土和盐碱土；提高土壤温度；提高土壤保水能力；增加土壤的有效成分，提高壤保水能力；增加土壤的有效成分，提高土壤肥力。土壤肥力。vv（2）作农业肥料）作农业肥料vv含有大量枸溶性硅、钙、镁、磷等农作含有大量枸溶性硅、钙、镁、磷等农作 物物所必需的营养元素。所必需的营养元素。vv可作硅钙肥、钙镁肥、各种复合肥、钙镁可作硅钙肥、钙镁肥、各种复合肥、钙镁磷肥等。磷肥等。v4.回收工业原料回收工业原料v（1）回收煤炭资源）回收煤炭资源v一般含碳一般含碳57%，含碳大于，含碳大于10%的占的占30%。v浮选法和干灰静电分选。浮选法和干灰静电分选。v（2）回收金属物质）回收金属物质v含有氧化铁、氧化铝和大量稀有金属。含有氧化铁、氧化铝和大量稀有金属。v磁选回收。磁选回收。v（3）分选空心微珠）分选空心微珠v由由5160%SiO2、26.239.9%Al2O3、2.28.7%Fe2O3及少量钾、铁、钙、镁、钠、硫的氧化及少量钾、铁、钙、镁、钠、硫的氧化物组成的熔融法结晶体，在物组成的熔融法结晶体，在14002000温度下或温度下或接近超流态时，受到接近超流态时，受到CO2的扩散、冷却固化与外部的扩散、冷却固化与外部压力作用而形成的。压力作用而形成的。v5.作环保材料作环保材料v（1）环保材料开发）环保材料开发v可制造分子筛、絮凝剂和吸附材料等。可制造分子筛、絮凝剂和吸附材料等。v（2）用于废水处理用于废水处理v可用于处理含氟废水、电镀废水与含重可用于处理含氟废水、电镀废水与含重金属离子废水和含油废水。金属离子废水和含油废水。10.7废电池的资源化废电池的资源化v10.7.1废电池的种类与组成废电池的种类与组成v1.锌锌-二氧化锰电池二氧化锰电池v2.镍镉电池镍镉电池v3.锌锌-空气纽扣电池空气纽扣电池v4.氧化银电池氧化银电池v5.氧化汞电池氧化汞电池v6.铅酸蓄电池铅酸蓄电池v7.镍氢电池镍氢电池v8.锂电池锂电池10.7.2 废电池中提取有价金属技术废电池中提取有价金属技术v废电池中含有大量的有用物质，如废电池中含有大量的有用物质，如Zn、Mn、Ag、Cd、Hg、Ni、Fe等金属物质以及塑等金属物质以及塑料等，同时含有大量的废碱、废酸等。应料等，同时含有大量的废碱、废酸等。应采取综合利用措施回收其中的有价金属，采取综合利用措施回收其中的有价金属，对不能利用的物质进行无害化处理，达到对不能利用的物质进行无害化处理，达到回收资源、保护环境的目的。回收资源、保护环境的目的。v1.混合废电池的综合处理技术混合废电池的综合处理技术v2.废锌废锌-二氧化锰电池综合处理技术二氧化锰电池综合处理技术v（1）湿法冶金：使锌）湿法冶金：使锌-锰干电池中的锌、锰干电池中的锌、二氧化锰与酸作用生成可溶性盐而进入溶二氧化锰与酸作用生成可溶性盐而进入溶液，溶液经过净化后电解生产金属锌和电液，溶液经过净化后电解生产金属锌和电解二氧化锰或生产化工产品、化肥等。解二氧化锰或生产化工产品、化肥等。v包括焙烧包括焙烧-浸出法和直接浸出法两种。浸出法和直接浸出法两种。v（2）火法冶金：在高温下使废电池中的）火法冶金：在高温下使废电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解、挥发金属及其化合物氧化、还原、分解、挥发和冷凝的过程，分为传统常压冶金和真空和冷凝的过程，分为传统常压冶金和真空冶金两类。冶金两类。v常压冶金的方法：一是在较低温度下加热常压冶金的方法：一是在较低温度下加热废电池，先使汞挥发，然后在较高温度下废电池，先使汞挥发，然后在较高温度下回收锌和其他重金属。另一种是将废电池回收锌和其他重金属。另一种是将废电池在高温下焙烧，使其中易挥发的金属及其在高温下焙烧，使其中易挥发的金属及其氧化物挥发，残留物作为冶金中间产物或氧化物挥发，残留物作为冶金中间产物或另行处理。另行处理。v3.废旧镍镉电池处理技术废旧镍镉电池处理技术v主要采用火法或火法主要采用火法或火法-湿法联合技术。湿法联合技术。废镍镉电废镍镉电池池破碎、洗破碎、洗涤涤低温焙低温焙烧烧煅烧煅烧镍铁镍铁镉镉废镍镉电废镍镉电池池破碎、筛破碎、筛分分煅烧煅烧醋酸溶醋酸溶解解减压蒸减压蒸馏馏水浸水浸真空过真空过滤滤Fe(OH)3含含Ni、Cd滤滤液液TBP萃取萃取电解电解金属金属NiCd 氧化剂氧化剂醋酸醋酸v4.废铅酸蓄电池的回收利用废铅酸蓄电池的回收利用v主要回收废铅，也回收废酸和塑料壳体。主要回收废铅，也回收废酸和塑料壳体。v回收率约回收率约8085%。v处理工艺主要是：拆散、活化处理、溶解、电解。处理工艺主要是：拆散、活化处理、溶解、电解。10.8 农作物秸秆的资源化农作物秸秆的资源化v（一）概述（一）概述v1.秸秆的组成和特点秸秆的组成和特点v组成：有机质含量平均为组成：有机质含量平均为15%，平均含碳，平均含碳44.22%、氮、氮0.62%、磷、磷0.25%、钾、钾1.44%，还有镁、钙、硫及其他，还有镁、钙、硫及其他重要的微量元素。重要的微量元素。v特点：特点：1.蛋白质、可溶性碳水化合物、矿物质和胡萝卜蛋白质、可溶性碳水化合物、矿物质和胡萝卜素含量低，而粗纤维含量高，适口性不好，家畜采食量素含量低，而粗纤维含量高，适口性不好，家畜采食量小，消化率低。小，消化率低。v2.与纺织纤维相类似，但粗纤维含量较高，密度小于粘与纺织纤维相类似，但粗纤维含量较高，密度小于粘胶纤维，堆积密度和断裂强度较小；而自身含有大量孔胶纤维，堆积密度和断裂强度较小；而自身含有大量孔隙，吸湿回潮率大于棉纤维，灰分含量较大。隙，吸湿回潮率大于棉纤维，灰分含量较大。2.我国秸秆资源化利用现状我国秸秆资源化利用现状 v3.秸秆焚烧的危害秸秆焚烧的危害v（1）浪费资源浪费资源 田间焚烧仅能利用所含田间焚烧仅能利用所含钾的钾的40%，其余氮、磷、有机质和热能，其余氮、磷、有机质和热能则全部损失。则全部损失。v（2）污染环境）污染环境 v（3）引发火灾）引发火灾v（4）损伤地力）损伤地力v（5）危害周围生态动植物）危害周围生态动植物（二）秸秆还田技术（二）秸秆还田技术v宏观秸秆还田可以草养田、以草压草，达宏观秸秆还田可以草养田、以草压草，达到用地养地相结合，培肥地力。到用地养地相结合，培肥地力。v微观秸秆还田能提高土壤有机质含量；改微观秸秆还田能提高土壤有机质含量；改善土壤理化状况，增加通透性；保存和固善土壤理化状况，增加通透性；保存和固定土壤氮素，避免养分流失，归还氮、磷、定土壤氮素，避免养